Коррекция коэффициента мощности

 

Определив рассеиваемую нагрузкой мощность и коэффициент мощности с помощью расчетов и модели, можно выполнить коррекцию коэффициента мощности. Основная идея коррекции заключается в том, чтобы последовательно с нагрузкой или параллельно ей подключить реактивный компонент для компенсации реактивной мощности. Компенсированная нагрузка будет при этом восприниматься источником как чисто активная, а коэффициент мощности чисто активной нагрузки равен1. Для схемы на рис.9 cамый простой способ коррекции коэффициента мощности состоит в том, чтобы подключить параллельно нагрузке конденсатор. Так как конденсатор подключается параллельно нагрузке, его проводимость будет суммироваться с проводимостью нагрузки.

Рассчитаем комплексную проводимость нагрузки:

 

Y_Load = 1/ Z_Load = 1/(3 + j1,508) Ом =1/(3,358 ے 26,687⁰)Ом = (0,268-ے 26,687⁰) Cм = (0,266 –j0,134) См.

 

Комплексная проводимость конденсатора равна Y_c= jωC. При подключении конденсатора параллельно нагрузке общая проводимость составит:

 

Y_Total = Y_Load + Y_c = (0,266 – j0,134 + jωC = 0,266 = j(ωC – 0,134).

Чтобы скомпенсировать проводимость нагрузки, мы должны выполнить условие: ωC – 0,134 = 0 или С = 0,134/ω.

В нашем примере частота составляет 60 Гц, т.е. ω=2π60. При этой частоте понадобится конденсатор 354,8 мкФ.

Чтобы проверить наши расчеты, добавим в схему на ри.9 конденсатор и выполним моделирование Рис.10. Из показаний видно, что нагрузка рассеивает такую же мощность, как и в предыдущем примере. Это ожидаемый результат, так как мы подключили конденсатор параллельно нагрузке, поэтому напряжение нагрузки в обеих моделях совпадает. Если напряжение нагрузки совпадает, рассеиваемая мощность тоже должна совпадать. Конденсаторы и катушки индуктивности не рассеивают мощность, а только запасают ее и отдают обратно в источник питания, поэтому при подключении конденсатора параллельно нагрузке активная мощность не изменится. Видно также, что коэффициент мощности равен 1, следовательно, удалось создать новую нагрузку с единичным коэффициентом мощности.

 

 

Рис.9 Рис.10

 

Контрольные вопросы

4.1 Каким образом можно подключить выводы приборов к проводнику?

4.2 Как назначаются значения параметрам приборов?

4.3 Для чего используется Боде-плоттер?

4.4 Какие величины можно измерять с помощью ваттметра?